JP5914150B2

JP5914150B2 - 脱泡装置

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Publication number: JP5914150B2
Application number: JP2012106655A
Authority: JP
Inventors: 悠太吉田
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-05-08
Filing date: 2012-05-08
Publication date: 2016-05-11
Anticipated expiration: 2032-05-08
Also published as: JP2013233496A

Description

本発明は、例えば半導体ウェーハ等の基板の表面にシートを貼着する際に、そのシートに基板貼着用の液状樹脂を供給する液状樹脂供給装置の配管経路に配設され、液状樹脂中の気泡を除去する脱泡装置に関する。

半導体や電子部品の材料となる半導体ウェーハは、シリコン等の原材料からなる円柱状のインゴットをワイヤソーなどによりスライスして円板状の素材を得、この素材を研削して所定の厚さに加工されている。ところで、このようにスライスされて得られるウェーハ素材等の被加工物には、うねりや反り等が生じている場合が多く、そのため、被加工物の片面に液状樹脂を被覆することで平坦な面を形成する加工が行われる。被加工物に液状樹脂を被覆するには、例えば、平坦面に載置されたシートに液状樹脂を供給し、その液状樹脂に被加工物を押圧して片面が液状樹脂で被覆された状態として、液状樹脂を硬化させるといった手法が採られる。そして平坦なシート面を基準として被加工物を研削することで、最終的に被加工物の両面を平坦に、かつ厚さを均一に形成することができる。従来、被加工物の片面に液状樹脂を供給する装置としては、例えば特許文献１等で知られている。

特開２００９−１４８８６６号公報

しかしながら、上記のようにシートに供給した液状樹脂に気泡が含まれていると、該液状樹脂を被加工物に被覆させて硬化させ、平坦なシート面を基準として被加工物を研削した場合、気泡が存在する部位と気泡が存在しない部位とでは、研削時に加わる押圧力が不均一となり、被加工物の研削面を平坦に加工することができないなどの不具合が発生することがある。この場合に許容される気泡の大きさは例えば１００μｍ程度であり、したがって１００μｍ以上の大きさの気泡が液状樹脂に含まれていると、このような問題が顕著に発生する。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、例えば上記のように被加工物に貼着するシート等の被塗布部材に供給する液状樹脂から、その後の加工に影響する所定大きさ以上の気泡を除去することができる脱泡装置を提供することにある。

本発明は、被塗布部材の表面に吐出ノズルから液状樹脂を供給する液状樹脂供給装置の配管経路に配設され、該液状樹脂が貯留された液状樹脂タンクから該吐出ノズルに向けて該配管経路内を搬送される該液状樹脂中に存在する気泡を除去する脱泡装置であって、該脱泡装置は、前記液状樹脂を貯留するバッファタンクと、前記配管経路に配設され前記液状樹脂タンクから前記バッファタンクに該液状樹脂を送る第１のポンプと、該バッファタンク内に配設され該液状樹脂に含まれる気泡を除去するフィルタ部と、を有し、該フィルタ部は、所定の大きさの目開きを有する網状部材から形成され、一方の端面に開口部を有するとともに他方の端面が閉じられた筒形状を有する筒部と該開口部の外周縁に径方向に突出したフランジ部とを有するフィルタ本体と、該フィルタ本体を保持するとともに前記バッファタンク内に配設可能な保持枠と、から構成され、該保持枠は、該フィルタ本体の該筒部よりも大きく該フランジ部よりも小さい貫通孔を有する天板と、該天板の下方に位置する底板と、該天板と該底板とをつなぐ側面板とを有し、該保持枠が該フィルタ本体を保持する際には、該貫通孔に該天板の上方から該フィルタ本体の該筒部を挿入し、該フランジ部を該天板上面に載置した状態で該フィルタ本体を保持し、該保持枠が該フィルタ本体を保持した状態で該フィルタ本体の他方の端面よりも所定距離下方に該底板が位置し、前記バッファタンクに配設された状態で前記底板が１方向に傾斜しており、該底板の傾斜方向下流端部には該バッファタンク内壁側に開口した側面開口部が形成され、該側面開口部と該バッファタンク内壁とは所定の距離を有して対向し、前記配管経路内を搬送される前記液状樹脂は、前記バッファタンク内において前記保持枠に保持された前記フィルタ本体の前記開口部から該フィルタ本体の内部に流入し、該フィルタ本体を形成する前記網状部材を通過する際に気泡が除去され、さらに該液状樹脂は、該フィルタ本体を通過して前記底板の上面に落下して該底板の上面から前記側面開口部を通過し、前記バッファタンク内壁を伝って該バッファタンク内に貯留され、該バッファタンク内に貯留された前記液状樹脂は、当該脱泡装置と前記吐出ノズルの間の配管経路に配設された第２のポンプによって前記吐出ノズルに搬送されることを特徴とする。

本発明によれば、第１のポンプが作動して液状樹脂タンクからバッファタンク内に液状樹脂が供給される際、液状樹脂はバッファタンク内のフィルタ部のフィルタ本体を通過して濾過され、このとき液状樹脂中の気泡が効果的に除去される。フィルタ本体が網状部材を筒状に形成された筒部からなるため、液状樹脂の通過面積を大きくとることができ、目詰まりが生じにくい。この場合の除去される気泡とは、その後の加工に影響する所定大きさ以上の気泡のことを言う。

また、本発明では、前記保持枠は、前記バッファタンクの上部につり下げるつり下げ手段によって該バッファタンク内に配設される形態が好ましい。

また、本発明では、前記フィルタ本体を形成する前記網状部材の目開きの大きさは、５００μｍ以下である形態が好ましい。

本発明によれば、被塗布部材上に供給する液状樹脂から、その後の加工に影響する所定大きさ以上の気泡を除去することができる脱泡装置が提供されるといった効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る脱泡装置を備えた液状樹脂供給装置を示す模式図である。一実施形態に係る脱泡装置の側面図である。同脱泡装置のフィルタ部を構成するフィルタ本体の斜視図である。同脱泡装置のフィルタ部を構成する保持枠の（ａ）斜視図、（ｂ）側面図である。一実施形態の変形例を示す側面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は、一実施形態の脱泡装置１を備えた液状樹脂供給装置の全体を模式的に示している。この液状樹脂供給装置は、例えば半導体ウェーハ等の基板に貼着されるシート等の被塗布部材Ｗの表面Ｗａに、吐出ノズル５から液状樹脂Ｐを供給するものである。図１において符号３は配管経路であり、この配管経路３の上流端に液状樹脂タンク４が接続され、下流端に吐出ノズル５が接続されている。そして、配管経路３の途中に、上流側から下流側に向かって、第１のポンプ１１０およびバッファタンク１２０を備えた一実施形態の脱泡装置１と、第２のポンプ２とが配設されている。

液状樹脂タンク４内には液状樹脂Ｐが貯留され、その液状樹脂Ｐは第１のポンプ１１０の作動によってバッファタンク１２０に送られ、バッファタンク１２０で所定量が貯留される。バッファタンク１２０内には、液状樹脂Ｐに含まれる気泡を除去するフィルタ部１３０が着脱可能に収容されている。

図２〜図４により、脱泡装置１を詳述する。
フィルタ部１３０は、フィルタ本体１４０と、フィルタ本体１４０のバッファタンク１２０内での収容状態を保持する保持枠１５０とから構成される。フィルタ本体１４０は、図３に示すように、所定の大きさの目開きを有する金属メッシュ等の網状部材１４１から形成され、一方の端面に開口部１４２を有するとともに他方の端面が閉じられた円筒形状を有する筒部１４３と、開口部１４２の外周縁に径方向に突出したフランジ部１４５とを有している。フィルタ本体１４０の筒部１４３を形成する網状部材１４１の目開きの大きさは、液状樹脂Ｐを被塗布部材Ｗに供給した後の加工（例えば、液状樹脂Ｐを介して被塗布部材Ｗを貼着した半導体ウェーハの研削加工等）に影響する所定大きさ以上の気泡を通過させない大きさとされ、例えば５００μｍ以下のものとされる。

保持枠１５０は、図４に示すように、内部にフィルタ本体１４０が配設される大きさであって、板材により略コ字状に形成されており、上側に位置付けられて水平に配設される天板１５１と、天板１５１の下方に位置する底板１５５と、天板１５１と底板１５５とをつなぐ側面板１５８とを有している。天板１５１の中央部分には、フィルタ本体１４０の筒部１４３が挿入可能で、かつ、フランジ部１４５よりも小さい貫通孔１５２が形成されている。天板１５１および底板１５５は、側面板１５８に対して直角に延びているが、図４（ｂ）に示すように、底板１５５は天板１５１とは平行ではなく、側面板１５８の一方の側縁１５８ａから他方の側縁１５８ｂに向かって傾斜している。

フィルタ部１３０は、フィルタ本体１４０を筒部１４３側を下側に配して保持枠１５０の天板１５１の上方から貫通孔１５２に挿入し、フランジ部１４５を天板１５１の上面に載置して構成される。フィルタ本体１４０の筒部１４３は天板１５１と底板１５５との間に配設された状態となり、筒部１４３の一方の端面側の開口部１５２は上方に配設され、閉じられた他方の端面側の下端面よりも所定距離下方に底板１５５が位置する。

バッファタンク１２０は上方が開口する例えば角筒状のものであり、保持枠１５０は、底板１５５を下側に配してバッファタンク１２０内に上方開口から挿入されて収容される。保持枠１５０の天板１５１の一対の側縁には、上方に延びてから外側に屈曲して外側方に延びるアーム（つり下げ手段）１５９がそれぞれ固定されており、図２に示すようにこれらアーム１５９をバッファタンク１２０の上端縁に引っ掛けることにより、保持枠１５０はバッファタンク１２０内につり下げられた状態で配設される。この場合、フィルタ部１３０はバッファタンク１２０内の上側半分程度の領域に配設され、バッファタンク１２０内のフィルタ部１３０よりも下側に液状樹脂Ｐが貯留される。

図２に示すように、フィルタ本体１４０が収容された保持枠１５０がバッファタンク１２０内に配設された状態で、保持枠１５０の底板１５５は１方向に下降しながら傾斜しており、底板１５５の傾斜方向下流端部（下側の端部）には、バッファタンク１２０の内壁１２１側に開口した側面開口部１５７が形成される。この側面開口部１５７は、図４（ｂ）に示すように天板１５１の側縁１５１ａと底板１５５の側縁１５５ａとの間の空間部であり、側面開口部１５７とバッファタンク１２０の内壁１２１とは、所定の距離を有して対向する。

配管経路３は、第１のポンプ１１０が配設された液状樹脂タンク４からバッファタンク１２０までの上流側配管３１と、第２のポンプ２が配設されたバッファタンク１２０から吐出ノズル５までの下流側配管３５に分けられる。上流側配管３１の下流端の開口は、フィルタ本体１４０の開口部１４２の直上に位置付けられ、第１のポンプ１１０が作動することで液状樹脂タンク４内から吸入された液状樹脂Ｐが、開口部１４２からフィルタ本体１４０の筒部１４３内に供給される。下流側配管３５の上流端はバッファタンク１２０の底部に接続され、第２のポンプ２が作動することでバッファタンク１２０内に貯留する液状樹脂Ｐが吐出ノズル５に送られる。第２のポンプ２は、ベローズ式ポンプ等の、一定量の液状樹脂を吸入して吐出する形式のものが適用される。

以上が本実施形態に係る脱泡装置１を含む液状樹脂供給装置であり、該装置によれば、第１のポンプ１１０が作動して液状樹脂タンク４内の液状樹脂Ｐが上流側配管３１を通ってフィルタ部１３０のフィルタ本体１４０内に供給される。その液状樹脂Ｐは、フィルタ本体１４０の網状部材１４１からなる筒部１４３を通過し、保持枠１５０の底板１５５の上面に落下する。底板１５５の上面に落下した液状樹脂は、傾斜する底板１５５の上面に沿って流れ落ちていき、側面開口部１５７を通過して側面開口部１５７に対向するバッファタンク１２０の内壁１２１に付着する。そしてこの内壁１２１を伝って流れ落ち、バッファタンク１２０の底部に貯留されていく。

被塗布部材Ｗの表面Ｗａに液状樹脂Ｐを供給する場合には、第２のポンプ２を作動させることにより、一定量の液状樹脂Ｐが吐出ノズル５に搬送され、吐出ノズル５から被塗布部材Ｗの表面Ｗａに滴下されて供給される。図１および図２の符号の引き出し線以外矢印は、液状樹脂Ｐの流れを示している。

被塗布部材Ｗに供給される液状樹脂Ｐ中には、液状樹脂Ｐがフィルタ部１３０を通過することにより、上記所定大きさ以上の気泡が含まれていないものとなる。すなわち、上流側配管３１からフィルタ部１３０のフィルタ本体１４０内に供給された液状樹脂は網状部材１４１からなる筒部１４３を通過する際に、所定大きさ以上の気泡が除去され、その状態でバッファタンク１２０内に貯留される。

本実施形態では、フィルタ本体１４０を通過した液状樹脂Ｐは、保持枠１５０の底板１５５に落下するが、その底板１５５は傾斜しているため落下の衝撃が緩和され、気泡の発生が抑えられる。これに加えて、底板１５５から落下する液状樹脂Ｐは、バッファタンク１２０の底部に貯留する液状樹脂Ｐに直接落下せず、バッファタンク１２０の内壁１２１を伝って、貯留する液状樹脂Ｐの液面に到達し、この緩慢な流動状態によっても、気泡の発生が抑えられる。

したがってバッファタンク１２０に貯留する液状樹脂Ｐ中には気泡が存在しにくく、被塗布部材Ｗには、気泡のない液状樹脂Ｐが供給されることになる。このように気泡が発生しにくい状況とするため、フィルタ本体１４０の下端面と底板１５５との間の距離、および底板１５５の先端とバッファタンク１２０の内壁１２１との間の距離は、気泡が発生しにくい適切な距離に設定される。

なお、フィルタ本体１４０の筒部１４３を形成する網状部材１４１の目開きの大きさは、例えば５００μｍ以下と前述したが、該目開きの大きさは研削等の後の加工に影響するか否かに基づいて設定され、許容される気泡の大きさが例えば１００μｍであれば網状部材１４１もこれに応じて１００μｍを下回るものが用いられる。

本実施形態によれば、液状樹脂Ｐが通過して濾過され、この間に所定大きさ以上の気泡を除去するフィルタ部１３０のフィルタ本体１４０は円筒状の筒部１４３で構成されている。したがって例えば配管経路３の途中に単純なメッシュ状のフィルタを設けた場合と比べると、液状樹脂Ｐが通過する部分の面積が格段に大きい。一般にこの種のフィルタは、時間を経るにしたがって目詰まりが生じ、例えば、液状樹脂Ｐが紫外線硬化型や熱硬化型であると、目詰まりはより生じやすい。しかしながら本実施形態のフィルタ本体１４０は円筒状であり、液状樹脂Ｐが通過する部分の面積が大きいことから目詰まりが生じにくく、その結果、フィルタ本体１４０の交換サイクルが長くなってメンテナンス性が良好となる。

フィルタを交換することに関しては、上記のように配管経路３の途中に単純なメッシュ状のフィルタを設けた場合には、そのフィルタを管から外し、新たなフィルタを取り付けるといった作業になるが、本実施形態の場合にはフィルタ本体１４０はフランジ部１４５を保持枠１５０の天板１５１に載置しているだけの状態であるから、保持枠１５０から取り外して新たなフィルタ本体１４０に交換する作業を迅速、かつ容易に行うことができる。したがってこの点でもメンテナンス性の向上が図られる。また、本実施形態の脱泡装置１のバッファタンク１２０およびフィルタ部１３０は、複雑な構成を必要としないため、安価に実施することができる。

図５は、上記実施形態の変形例を示しており、この場合、バッファタンク１２０には、液状樹脂Ｐの貯留量を検知する複数（３つ）の液面センサ１６１〜１６３が上下にわたって設けられ、これら液面センサの検知状況に応じて制御手段１７０により第１のポンプ１１０の作動が制御されるようになっている。

すなわち液面センサは、上方から順に、液状樹脂Ｐが、貯留量の上限となったことを検知する第１の液面センサ１６１と、補充を必要とする量に減少したことを検知する第２の液面センサ１６２と、さらに貯留量が減少してバッファタンク１２０内に供給されていないことを検知する第３の液面センサ１６３が設けられている。

この構成では、制御手段１７０により次のような制御が行われる。すなわち、第１のポンプ１１０を作動させて液状樹脂Ｐをバッファタンク１２０内に供給して貯留していき、第１の液面センサ１６１で液面が検知されると、第１のポンプ１１０を停止してバッファタンク１２０内への液状樹脂の供給を停止する。第２のポンプ２が作動して被塗布部材Ｗへの液状樹脂Ｐの供給が行われるにつれてバッファタンク１２０内の液状樹脂Ｐは減少し、第２の液面センサ１６２で液面が検知されたら、第１のポンプ１１０を作動させ、第１の液面センサ１６１で液面が検知されるまでバッファタンク１２０内に液状樹脂Ｐを補充する。

上記の動作を繰り返すことで、やがて液状樹脂タンク４内の液状樹脂Ｐは無くなり、したがって第２の液面センサ１６２で補充が必要とすることが検知され、第１のポンプ１１０を作動してもバッファタンク１２０内には液状樹脂Ｐは補充されず、貯留量が減少するのみとなる。この状況で第３の液面センサ１６３により液面が検知され、これによって液状樹脂タンク４内の液状樹脂Ｐが無くなったことが確認される。第３の液面センサ１６３からの検知信号を受けた場合、例えば警告音が発生したり警告灯が点灯したりするようにすれば、液状樹脂タンク４内の液状樹脂Ｐが無くなったことがただちに確認され、液状樹脂タンク４内に液状樹脂Ｐを補充する作業を適確に行うことができる。

なお、図５の構成の場合には、底板１５５の下り傾斜方向を液面センサ１６１〜１６３側とは反対側にして、側面開口部１５７を液面センサ１６１〜１６３側とは反対側の内壁１２２に対向するように保持枠１５０をバッファタンク１２０内に配設し、液面センサ１６１〜１６３による液面検知を、底板１５５から落下する液状樹脂Ｐの影響を受けず確実に行われるようにしている。

１…脱泡装置
２…第２のポンプ
３…配管経路
４…液状樹脂タンク
５…吐出ノズル
１１０…第１のポンプ
１２０…バッファタンク
１２１，１２２…バッファタンクの内壁
１３０…フィルタ部
１４０…フィルタ本体
１４１…網状部材
１４２…筒部の開口部
１４３…筒部
１４５…フランジ部
１５０…保持枠
１５１…天板
１５２…天板の貫通孔
１５５…底板
１５８…側面板
１５９…アーム（つり下げ手段）
Ｐ…液状樹脂
Ｗ…被塗布部材
Ｗａ…被塗布部材の表面

Claims

被塗布部材の表面に吐出ノズルから液状樹脂を供給する液状樹脂供給装置の配管経路に配設され、該液状樹脂が貯留された液状樹脂タンクから該吐出ノズルに向けて該配管経路内を搬送される該液状樹脂中に存在する気泡を除去する脱泡装置であって、
該脱泡装置は、
前記液状樹脂を貯留するバッファタンクと、前記配管経路に配設され前記液状樹脂タンクから前記バッファタンクに該液状樹脂を送る第１のポンプと、該バッファタンク内に配設され該液状樹脂に含まれる気泡を除去するフィルタ部と、を有し、
該フィルタ部は、
所定の大きさの目開きを有する網状部材から形成され、一方の端面に開口部を有するとともに他方の端面が閉じられた筒形状を有する筒部と該開口部の外周縁に径方向に突出したフランジ部とを有するフィルタ本体と、該フィルタ本体を保持するとともに前記バッファタンク内に配設可能な保持枠と、から構成され、
該保持枠は、
該フィルタ本体の該筒部よりも大きく該フランジ部よりも小さい貫通孔を有する天板と、該天板の下方に位置する底板と、該天板と該底板とをつなぐ側面板とを有し、該保持枠が該フィルタ本体を保持する際には、該貫通孔に該天板の上方から該フィルタ本体の該筒部を挿入し、該フランジ部を該天板上面に載置した状態で該フィルタ本体を保持し、該保持枠が該フィルタ本体を保持した状態で該フィルタ本体の他方の端面よりも所定距離下方に該底板が位置し、前記バッファタンクに配設された状態で前記底板が１方向に傾斜しており、該底板の傾斜方向下流端部には該バッファタンク内壁側に開口した側面開口部が形成され、該側面開口部と該バッファタンク内壁とは所定の距離を有して対向し、
前記配管経路内を搬送される前記液状樹脂は、前記バッファタンク内において前記保持枠に保持された前記フィルタ本体の前記開口部から該フィルタ本体の内部に流入し、該フィルタ本体を形成する前記網状部材を通過する際に気泡が除去され、さらに該液状樹脂は、該フィルタ本体を通過して前記底板の上面に落下して該底板の上面から前記側面開口部を通過し、前記バッファタンク内壁を伝って該バッファタンク内に貯留され、
該バッファタンク内に貯留された前記液状樹脂は、当該脱泡装置と前記吐出ノズルの間の配管経路に配設された第２のポンプによって前記吐出ノズルに搬送されること
を特徴とする脱泡装置。
前記保持枠は、前記バッファタンクの上部につり下げるつり下げ手段によって該バッファタンク内に配設されること
を特徴とする請求項１に記載の脱泡装置。
前記フィルタ本体を形成する前記網状部材の目開きの大きさは、５００μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の脱泡装置。